EA044269B1 - METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS Download PDFInfo
- Publication number
- EA044269B1 EA044269B1 EA202292368 EA044269B1 EA 044269 B1 EA044269 B1 EA 044269B1 EA 202292368 EA202292368 EA 202292368 EA 044269 B1 EA044269 B1 EA 044269B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- condensate
- synthesis gas
- stripper
- ammonia
- reforming
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 32
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 30
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 30
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения синтез-газа.The present invention relates to a method for producing synthesis gas.
Синтез-газ обычно получают посредством риформинга исходного углеводородного сырья либо паровым риформингом (SMR), вторичным риформингом, таким как автотермический риформинг (ATR), и двухстадийный риформинг с последовательным применением стадий SMR и ATR.Synthesis gas is typically produced by reforming hydrocarbon feedstocks either by steam reforming (SMR), secondary reforming such as autothermal reforming (ATR), and two-stage reforming using SMR and ATR stages in sequence.
Синтез-газ, выходящий из процесса риформинга, содержит водород, монооксид углерода и диоксид углерода вместе с неконвертированными углеводородами, как правило, с метаном.Synthesis gas leaving the reforming process contains hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide along with unconverted hydrocarbons, typically methane.
Кроме того, синтез-газ содержит небольшое количество азота, происходящего из исходного углеводородного сырья или воздуха, используемого в установке вторичного или автотермического риформинга.In addition, the synthesis gas contains a small amount of nitrogen originating from the hydrocarbon feedstock or air used in the secondary or autothermal reformer.
Азот вызывает образование аммиака в секции риформинга, что соответствует условиям последней стадии риформинга. Образование аммиака является равновесной реакцией.Nitrogen causes the formation of ammonia in the reforming section, which corresponds to the conditions of the last stage of reforming. The formation of ammonia is an equilibrium reaction.
В ряде технологических областей применения монооксид углерода и диоксид углерода, содержащиеся в синтез-газе, полученном в результате процесса риформинга, необходимо удалить до того, как синтез-газ будет введен в процесс. Это, в частности, относится и к получению аммиака и водорода.In a number of process applications, carbon monoxide and carbon dioxide contained in the synthesis gas resulting from the reforming process must be removed before the synthesis gas is introduced into the process. This, in particular, applies to the production of ammonia and hydrogen.
Для данной цели монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода, который может быть удален с помощью известных химических или физических процессов с участием диоксида углерода.For this purpose, carbon monoxide is converted to carbon dioxide, which can be removed using known chemical or physical processes involving carbon dioxide.
Монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода посредством пропускания синтез-газа через секцию сдвига, где монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода с использованием процесса конверсии водяного газа.Carbon monoxide is converted to carbon dioxide by passing the synthesis gas through a shift section where the carbon monoxide is converted to carbon dioxide using a water gas shift process.
Известно, что реакция конверсии не может осуществляться без образования побочных продуктов. Большинство катализаторов реакции конверсии содержат медь. Для этих катализаторов одним важным побочным продуктом, образующимся в ходе реакции конверсии, является метанол. Метанол вступает в реакцию с аминами вместе с аммиаком, образующимся в процессе риформинга из азота, который, как упоминалось выше, присутствует в исходном углеводородном сырье и/или в воздухе.It is known that the conversion reaction cannot be carried out without the formation of by-products. Most conversion reaction catalysts contain copper. For these catalysts, one important byproduct produced during the conversion reaction is methanol. Methanol reacts with amines along with ammonia formed during the reforming process from nitrogen, which, as mentioned above, is present in the hydrocarbon feedstock and/or in the air.
Синтез-газ, прошедший конверсию, охлаждают после секции сдвига и направляют в конденсатор, где технологический конденсат отделяют от синтез-газа, прошедшего конверсию.The converted synthesis gas is cooled after the shift section and sent to a condenser, where the process condensate is separated from the converted synthesis gas.
Аммиак и амины, содержащиеся в синтез-газе, прошедшем конверсию, после секции сдвига конденсируют вместе с технологическим конденсатом.The ammonia and amines contained in the converted synthesis gas are condensed together with the process condensate after the shift section.
Как правило, технологический конденсат направляют в отпарную колонну среднего давления (СД), где растворенные газы, содержащие аммиак и амины, отгоняют паром, чтобы обеспечить возможность направления отпарного конденсата на очистку подпиточной воды для котла (ПВК).Typically, process condensate is sent to a medium-pressure stripping column (MP), where dissolved gases containing ammonia and amines are stripped off with steam to allow the stripping condensate to be sent to boiler makeup water (BW) treatment.
Под средним давлением понимается давление, которое на 0,5 бар, предпочтительно на 1 бар, выше, чем давление на входе в секцию риформинга.By medium pressure is meant a pressure that is 0.5 bar, preferably 1 bar, higher than the inlet pressure to the reforming section.
Пар на выходе из отпарной колонны содержит растворенные газы и побочные продукты аммиака и аминов. Этот так называемый поток отпарной колонны используют в качестве части или всего сырьевого пара, подаваемого в секцию риформинга и в качестве части или всего дополнительного пара, направляемого в процесс по ходу процесса после секции риформинга, перед последним реактором конверсии.The steam leaving the stripping column contains dissolved gases and by-products of ammonia and amines. This so-called stripper stream is used as part or all of the feed steam supplied to the reforming section and as part or all of the additional steam sent to the process downstream of the reforming section, before the last shift reactor.
В секции риформинга амины вступают в реакцию с N2, CO2, CO, H2 и H2O.In the reforming section, amines react with N2, CO2, CO, H2 and H2O.
Аммиак и амины, которые добавляют по ходу процесса после секции риформинга в точке перед последним реактором конверсии, будут накапливаться в секции, и за счет этого в технологическом конденсате будет фиксироваться повышенный уровень аммиака и аминов. Образованный таким образом новый аммиак из секции риформинга непрерывно поступает в секцию конверсии. Образованные амины и остаточный аммиак удаляют только паром из отпарной колонны, который поступает в секцию риформинга.Ammonia and amines that are added during the process after the reforming section at a point before the last conversion reactor will accumulate in the section, and due to this, increased levels of ammonia and amines will be recorded in the process condensate. The new ammonia thus formed from the reforming section is continuously supplied to the conversion section. The formed amines and residual ammonia are removed only by steam from the stripping column, which enters the reforming section.
Проблема возникает при высоком содержании аминов в паре, который подают в секцию риформинга, поскольку это приводит к нагарообразованию в секции риформинга либо в оборудовании для предварительного нагрева, либо в слое катализатора.A problem arises when there is a high amine content in the steam supplied to the reformer section, as this results in carbon formation in the reformer section, either in the preheating equipment or in the catalyst bed.
Изобретение решает эту проблему путем продувки необходимой части технологического конденсата в точке до отпарной колонны среднего давления, за счет чего до приемлемого уровня снижается количество амина на входе в секцию риформинга.The invention solves this problem by purging the required portion of the process condensate at a point upstream of the medium-pressure stripper column, thereby reducing the amount of amine at the inlet to the reforming section to an acceptable level.
Продувка может проводиться в отдельной установке, например в отпарной колонне низкого давления, из которой растворенные газы, аммиак и амины могут выбрасываться в виде отходящих газов и использоваться в качестве топлива.The purge may be carried out in a separate unit, such as a low-pressure stripper, from which dissolved gases, ammonia and amines can be released as off-gases and used as fuel.
Под низким давлением понимается давление, которое ниже, чем давление на входе в секцию риформинга, например от 0,5 бар и.д. до 20 бар и.д., или от 1,5 бар и.д. до 10 бар и.д., или предпочтительно от 2,0 бар и.д. до 7,0 бар и.д.By low pressure is meant a pressure that is lower than the pressure at the inlet to the reforming section, for example from 0.5 bar i.d. up to 20 bar i.d., or from 1.5 bar i.d. up to 10 bar i.d., or preferably from 2.0 bar i.d. up to 7.0 bar i.d.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения весь пар из отпарной колонны может подаваться по ходу процесса после секции риформинга перед последним реактором конверсии. Накопление аммиака и аминов в секции сдвига в этом случае будет регулироваться расходом потока продувки технологического конденсата.In accordance with yet another embodiment of the invention, all of the steam from the stripping column can be supplied in-process after the reforming section before the last shift reactor. The accumulation of ammonia and amines in the shear section will in this case be controlled by the flow rate of the process condensate purge flow.
Таким образом изобретением предусмотрен способ получения синтез-газа, включающий следующие этапы:Thus, the invention provides a method for producing synthesis gas, which includes the following steps:
a) риформинг исходного углеводородного сырья в секции риформинга с получением синтез-газа, содержащего CH4, СО, CO2, H2 и H2O, а также примеси, содержащие аммиак;a) reforming the hydrocarbon feedstock in the reforming section to produce synthesis gas containing CH 4 , CO, CO 2 , H2 and H2O, as well as impurities containing ammonia;
- 1 044269- 1 044269
b) конверсию полученного синтез-газа в секции сдвига, включающей один или более последовательных этапов сдвига с получением синтез-газа, прошедшего конверсию;b) converting the resulting synthesis gas in a shift section including one or more successive shift steps to produce converted synthesis gas;
c) отделение от синтез-газа, прошедшего конверсию, технологического конденсата, образующегося при охлаждении и, при необходимости, промывка синтез-газа, прошедшего конверсию;c) separation from the converted synthesis gas of the process condensate formed during cooling and, if necessary, washing of the converted synthesis gas;
d) направление первой части технологического конденсата в отпарную колонну для конденсата, в которой растворенные побочные продукты конверсии, включающие аммиак, метанол и амины, образованные во время конверсии синтез-газа, отгоняют из технологического конденсата при помощи пара с получением потока пара отпарной колонны;d) sending the first portion of the process condensate to a condensate stripper column in which dissolved conversion by-products, including ammonia, methanol and amines formed during synthesis gas conversion, are stripped from the process condensate using steam to produce a stripper steam stream;
e) добавление потока пара отпарной колонны из отпарной колонны технологического конденсата в исходное углеводородное сырье и/или синтез-газ, полученный по ходу процесса после секции риформинга, перед последним этапом сдвига, причем оставшуюся вторую часть технологического конденсата продувают для отделения от нее растворенных газов, аммиака и аминов перед подачей в упомянутую отпарную колонну с целью снижения количества амина, подаваемого на вход в упомянутую секцию риформинга.e) adding the stripper steam stream from the process condensate stripper column to the hydrocarbon feedstock and/or synthesis gas produced in the process after the reforming section, before the last shift step, the remaining second portion of the process condensate being purged to separate dissolved gases therefrom, ammonia and amines before being fed into said stripping column in order to reduce the amount of amine fed into said reforming section.
В одном из вариантов осуществления изобретения оставшуюся часть технологического конденсата направляют по линии продувки в отпарную колонну для продувки конденсата.In one embodiment of the invention, the remainder of the process condensate is sent through a purge line to a stripper column to purge the condensate.
Количество конденсата отпарной колонны можно установить для удаления всех или части аминов из потока отпарной колонны, который добавляют к исходному углеводородному сырью и/или к синтезгазу на стадии (е). В случае частичного удаления оставшиеся амины могут быть удалены путем подачи приемлемого количества аминов в секцию риформинга через отпарную колонну для конденсата.The amount of stripper condensate can be adjusted to remove all or a portion of the amines from the stripper stream that is added to the hydrocarbon feedstock and/or synthesis gas in step (e). In the case of partial removal, the remaining amines can be removed by feeding a suitable amount of amines to the reformer section through a condensate stripper.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, в качестве отпарной колонны для продувки конденсата, как правило, выступает отпарная колонна среднего давления, как уже упоминалось ранее.According to an embodiment of the invention, the stripping column for purging the condensate is typically a medium pressure stripping column, as mentioned previously.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления в качестве отпарной колонны для продувки конденсата выступает отпарная колонна низкого давления.According to another embodiment, the stripper column for purging the condensate is a low pressure stripper column.
Пар отпарной колонны из отпарной колонны для продувки конденсата конденсируют, и образованные неконденсируемые газы с содержанием аминов преимущественно используют в качестве топлива, например, в секции риформинга, а жидкий конденсат возвращают в верхнюю часть отпарной колонны низкого давления.The stripper steam from the condensate purge stripper is condensed and the resulting non-condensable amine containing gases are advantageously used as fuel, for example in the reforming section, and the liquid condensate is returned to the top of the low pressure stripper.
Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения пар из отпарной колонны для продувки газа конденсируют, и неконденсируемые газы используются в качестве топлива.Thus, in one embodiment of the invention, the steam from the gas purge stripper column is condensed and the non-condensable gases are used as fuel.
Отпарной конденсат и отпарной продуваемый конденсат выходят из нижней части отпарной колонны для конденсата и отпарной колонны для продувки конденсата и направляют на водоочистку.The stripping condensate and the stripping purge condensate leave the bottom of the condensate stripper and the condensate stripping column and are sent to water treatment.
Количество продуваемого конденсата регулируют для удаления всех или части аминов и аммиака, образовавшихся в секции риформинга и сдвига. В случае лишь частичного удаления оставшиеся амины и аммиак могут быть удалены путем подачи приемлемого количества аминов и аммиака в секцию риформинга через пар отпарной колонны из отпарной колонны для конденсата.The amount of condensate purged is adjusted to remove all or part of the amines and ammonia formed in the reforming and shearing section. In the case of only partial removal, the remaining amines and ammonia can be removed by feeding a suitable amount of amines and ammonia to the reformer section via stripper steam from the condensate stripper.
ПримерExample
Ссылка приведена на чертеже.The link is given in the drawing.
Номера потоков, указанные в таблицах ниже, относятся к ссылочным номерам на чертеже. В табл. 1 показан случай удаления образовавшегося аммиака и аминов путем их конверсии в секции риформинга посредством добавления в эту установку 8,4% отогнанного пара.The thread numbers shown in the tables below refer to the reference numbers on the drawing. In table 1 shows the case of removing the resulting ammonia and amines by converting them into the reforming section by adding 8.4% distilled steam to this unit.
В табл. 2 показан случай удаления образовавшегося аммиака и аминов путем их конверсии в секции риформинга посредством добавления в эту установку 8% отогнанного пара.In table Figure 2 shows the case of removing the resulting ammonia and amines by converting them into the reforming section by adding 8% distilled steam to this unit.
В обоих случаях в секции сдвига отмечаются одинаковые объемы накопления аммиака и аминов. Это накопление может быть уменьшено или полностью устранено путем направления всего отогнанного пара либо в секцию риформинга, либо в секцию продувки технологического конденсата.In both cases, similar amounts of ammonia and amine accumulation are observed in the shear section. This buildup can be reduced or eliminated by directing all of the stripped steam to either the reformer section or the process condensate purge section.
Таблица 1Table 1
- 2 044269- 2 044269
Таблица 2table 2
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA202000270 | 2020-03-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA044269B1 true EA044269B1 (en) | 2023-08-09 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2534092C2 (en) | Method of combined methanol and ammonia production from initial hydrocarbon raw material | |
| CN110831893A (en) | Combined production of methanol and ammonia | |
| RU2707088C2 (en) | Method and system for producing methanol using partial oxidation | |
| US11597691B2 (en) | Process for synthesising methanol | |
| US20230098920A1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| KR102662931B1 (en) | A new method for methanol synthesis | |
| EP0573582A1 (en) | Method for manufacture of high purity carbon monoxide | |
| EA044269B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS | |
| EA045792B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS | |
| EP4114793B1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| CN117049475A (en) | Hydrogen production process and apparatus | |
| US20220048853A1 (en) | Process for the production of urea formaldehyde concentrate | |
| CA3164605A1 (en) | Co-production of methanol, ammonia and urea | |
| CN113544118A (en) | Process for producing urea formaldehyde concentrates | |
| JPWO2021175784A5 (en) |